NiTi表面电化学方法制备HA生物涂层的工艺研究

系统研究了 NiTi 形状记忆合金表面电化学方法制备 HA 生物涂层过程中工艺参数对涂层相组成及其结构和形貌的影响,得出了最佳沉积规范,在该规范下沉积的涂层均由 CaHPO4·2H2O 组成,经碱处理后完全转变为 HA。所制备的 HA 涂层均匀致密,一定条件下涂层形貌由传统的针状转变为片层状。初步探讨了 HA 涂层形貌发生转变的机理。     

热处理和SBF浸泡对羟基磷灰石涂层力学性能的影响

利用X射线衍射仪（XRD）、电子探针（EPMA）、扫描电镜（SEM）等检测手段，研究了等离子喷涂羟基磷灰石（HA）涂层热处理前后的显微组织变化，以及经热处理和模拟体液（SBF）浸泡处理对涂层力学性能的影响。结果表明：涂层内部衬度不一，存在化学非均匀性。涂层中的裂纹、气孔、未熔颗粒界面是断裂的起源。热处理能使涂层中的不均匀性消失，成分趋于一致，结晶度提高。热处理后，粗颗粒涂层结合强度升高而细颗粒涂层则降低。0．5SBF浸泡处理后，所有涂层的结合强度都降低，原始细颗粒涂层降低幅度最大，原始粗颗粒涂层次之，热处理细涂层降低幅度最小。     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层的体外生物活性研究

采用微束等离子喷涂(MPS)方法在Ti6A14V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层.利用扫描电镜(SEM)和x射线衍射(XRD)分析技术对HA涂层的表面形貌、相组成和结晶度进行表征,并通过模拟体液进行体外生物活性试验.结果表明,微束等离子喷涂制备的HA涂层具有一定粗糙度,存在气孔以及微裂纹.涂层存在热分解现象,涂层中含有HA、α-TCP、β-TCP和非晶相,不含CaO等杂质相.模拟体液试验表明,微束等离子喷涂工艺制备的HA涂层具有较好的生物活性和稳定性.涂层表面均有较大比例的CaP沉积层,且涂层整体保持完整,没有出现明显的剥离.     

有机涂层防护性能的电化学研究进展

曝晒、盐雾、浸泡、干湿循环、老化等传统的有机涂层防护性能研究方法,因测试周期长,测试结果多为定性分析,不能使涂层材料进行快速检验而投入评估使用.正是由于传统测试方法存在许多局限性,故综述了稳态电化学测试方法和暂态电化学测试方法这两种新技术在有机涂层防护性能中的应用与进展.介绍了动电位极化曲线法、极化电阻法等稳态电化学测试方法,这类方法主要反映涂层的极化电阻和腐蚀速度,并且方法简单,可直接分析实验数据,被广泛应用于有机涂层的失效分析中.而暂态电化学测试方法主要包括电化学阻抗法(EIS)、局部阻抗法(LEIS)、扫描Kelvin探针法(SKP)及电化学噪声(EN)等,主要用于研究涂层防护机制和局部缺陷.目前,在有机涂层防护性能和机理研究中,应用最多的是电化学交流阻抗法.丝束电极法(WBE)、扫描电化学显微镜(SECM)以及原子力显微镜(AFM)用于研究金属/涂层界面物理化学变化规律.阐述了上述方法在涂层防护研究中的应用成果及其优势和不足,指出对于深层次的涂层防护研究,需要应用多种测试手段,从不同的角度和方面综合分析,全面评估涂层的使用寿命.     

涂覆厚度对Ru-Ir-Ti氧化物阳极涂层电化学性能的影响

通过热分解法制备了不同涂覆层数的Ru-Ir-Ti氧化物阳极涂层。采用物理分析和电化学测试技术研究了不同涂覆层数氧化物阳极涂层的表面形貌、结构和电化学性能。结果表明,Ru-Ir-Ti氧化物阳极涂层涂覆30层(15.55μm)时,涂层与钛基体结合牢固,具有较好的电催化选择性。此时,析氧电位达到1.52V,析氯电位为1.02V,电流效率高达94.5%,伏安电量达到35mC/cm2,强化电解寿命长达525h。当涂覆层数达到40层(22.6μm)后,涂层呈疏松结构,表面粗糙,裂缝变得宽而深,涂层出现脱落,附着力下降。     

Al-Zn-In-Si牺牲阳极材料的电化学性能

通过正交试验筛选确定了Al-Zn-In-Si牺牲阳极材料的最佳配比为Zn 5.5%,In 0.020%,Si 0.11%,Fe 0.12%。并对其电化学性能进行研究。结果表明,Al-5.5Zn-0.02In-0.11Si牺牲阳极材料的电化学性能指标包括开路电位、工作电位、实际电化学容量、电流效率、表面溶解形貌等,均达到或超过国家标准。     

羟基磷灰石生物活性梯度涂层材料的界面特点

用透射电子显微镜对钛合金基体等离子喷涂羟基磷灰石 (HA)生物活性梯度涂层的界面进行了观察与分析。结果表明 :经热处理后生物活性梯度涂层的结晶程度明显提高 ,涂层中存在HA晶体、β Ca3(PO4 ) 2 晶体以及中间相CaTiO3 晶体。涂层和基体的界面结合为冶金化学结合 ,HA涂层和基体Ti间存在过渡相ZrO2 ,过渡相ZrO2 的存在有利于提高涂层和基体之间的界面结合力。     

含钙阳极氧化铝的制备及其体外性能

通过阳极氧化与电化学沉积复合制备方法获得了含钙阳极氧化铝膜.采用扫描电镜和电子能谱仪分别研究了不同条件制备的含钙阳极氧化铝膜的形貌与元素组成;采用等离子体原子发射光谱仪、pH计和X射线衍射仪研究了含钙阳极氧化铝膜在模拟体液中的化学稳定性与诱导行为.结果表明:当钙盐浓度为10 g/L时,采用不同电化学沉积电压,含钙阳极氧化铝膜的钙含量约在1%～10%间变化;含钙阳极氧化铝膜在模拟体液中稳定性很好,并能诱导骨状磷灰石的生成.     

Al-Zn-In系牺牲阳极低温电化学性能研究

研究了三种Al-Zn-In牺牲阳极在低温下的电化学性能,其中Al-Zn-In-Cd牺牲阳极在低温时电流效率为84%左右,阳极溶解呈非均匀状,腐蚀产物不脱落,不适用于低温环境;Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极在低温时电流效率为90%左右,表面呈均匀状溶解,腐蚀产物脱落,具有较好的电化学性能.     

F~-掺杂对镁合金表面含羟基磷灰石复合陶瓷涂层性能的影响

通过在电解液中添加适量的氟化铵和羟基磷灰石(HA)颗粒,采用微弧氧化法在AZ31B镁合金表面制备了含有F-和HA的活性陶瓷涂层,研究了F-的加入对涂层的组织形貌、耐蚀性能、亲水性能和血液相容性能的影响。结果表明:电解液中添加F-能有效抑制含HA陶瓷膜层的表面微裂纹的形成,并提高了陶瓷涂层的耐蚀性,腐蚀电位从-1.208 V提高至-0.978 V,腐蚀电流密度降低一个数量级,腐蚀速率减缓了近4倍。此外,F-能提高含HA陶瓷膜层的亲水性能,其静态水的接触角从18.7°降为6.8°,表面血小板粘附量显著减少,呈现出良好的血液相容性。     

WE43镁合金表面电沉积羟基磷酸钙膜层在模拟体液中的耐腐蚀性

用电沉积方法在WFA3镁合金上制备了羟基磷酸钙(简称HA)膜层,发现这样制备的HA膜层具备双层结构.XRD分析表明,预沉积层的主要成分为磷酸氢钙和羟基磷酸钙,经过热浸处理后最终膜层的主要成分为羟基磷酸钙和氢氧化钙.微观形貌研究表明,磷酸氢钙为片状,羟基磷酸钙为梭形.在类似人体血浆的模拟体液(simulatedbody ...     

Formation and Characterization of Hydroxyapatite Coating Prepared by Pulsed Electrochemical Deposition

采用交流脉冲沉积法在AZ91D镁合金表面合成了羟基磷灰石涂层。考察了交流脉冲电压、沉积时间及电解液添加剂等电化学沉积参数对羟基磷灰石涂层的形貌、微观结构、元素组成及电化学性能的影响。结果表明,当脉冲电压为110 V时,纳米级别的羟基磷灰石涂层表面更为均匀,孔隙度更小,且其XRD的特征衍射峰更为突出。当电解液中添加了NaN O3和H2O2后,羟基磷灰石颗粒和涂层表面形貌均得到优化;同时,极化曲线和交流阻抗测试结果表明该涂层在模拟体液中的耐蚀性能提高。浸泡实验结果表明,该涂层有利于诱导羟基磷灰石的形成,从而提高涂层的生物活性。     

CrN涂层电化学剥离研究

CrN涂层因其热稳定性、沉积温度、优秀的耐磨性能和良好的抗腐蚀性而在加工领域得到应用.不过,在某些情况下经常需要将此种涂层剥离下来而不伤及基体表面.本文利用电化学技术开发了一种在碱性溶液中剥离CrN涂层的工艺.在恒电流条件下,我们分别研究了CrN单一涂层和复合涂层剥离.由于在电流作用下氮化物具有较强的表面活性,从而产生更多的可溶成分.此控制过程简单易行,当电流密度突然上升时,就意味着CrN涂层完全剥离.涂层剥离后的样品表面形态良好,由于剥离后的表面上并没有发现蚀损斑,且表面均匀一致,这为CrN涂层的再沉积创造了必要的条件.     

Effect of Heat Treatments on HVOF Hydroxyapatite Coatings

Highly crystalline hydroxyapatite (HAp) powder was thermally sprayed onto Ti-6Al-4V substrates using the High-Velocity Oxy-Fuel (HVOF) process. Coatings were heat treated for 60 min at 700 °C to study the influence of the crystallization on chemical and mechanical properties. Characterization of the HAp coatings was carried out by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and x-ray diffraction (XRD) using Rietveld analysis. The results showed that the coatings were highly crystalline (82%) and no other phases of calcium phosphate were present. Coatings were 100% crystalline after the heat treatment. Bioactivity of the coatings was investigated by immersion in Kokubo’s simulated body fluid. The dissolution/precipitation behavior was studied and the degradation of HAp coatings caused by the immersion test was studied by measuring the adhesion strength of the coatings. After immersion in SBF bond strength decreased for the as-sprayed coatings, without any thermal treatment, but it was constant for the heat-treated coatings. This phenomenon was related to the dissolution of the amorphous phase in the interface substrate-coating in the as-sprayed coatings.     

牺牲阳极截面形状对其服役性能的影响

采用理论计算和现场试验相结合的方法研究了D形、圆形、正六边行、正方形、梯形以及长方形六种不同截面形状对牺牲阳极服役性能的影响.结果表明,阳极截面为长方形时提供的阴保电流最大,同时自身的电流密度最小.基于此,研究了长宽比(k)对截面形状为长方形的阳极服役性能的影响规律.结果表明,牺牲阳极提供的阴保电流随着k的增大而增大,但阳极自身的腐蚀速率随着k的增大先减小后增大,并在k=4.1时获得最小值.     

电化学方法评定转锈涂料的耐蚀性能

目的研究某种转锈涂料对碳钢的转锈效果和耐蚀性能。方法运用电化学交流阻抗谱法测试转锈涂层阻抗值随时间的变化,同时观察涂层形貌,评定转锈涂料的耐蚀性能及其与底漆的匹配性能。运用盐雾试验法,通过观察划痕周围的腐蚀情况,评定转锈涂料的耐盐雾性能和附着性能。结果转锈涂料对锈蚀碳钢具有良好的转锈效果,转锈膜层耐蚀性能较好,与底漆匹配性良好,在碳钢表面的附着性良好。结论此种转锈涂料具有良好的转锈效果和耐蚀性,能有效提高碳钢的耐腐蚀性能。     

Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水及海泥环境中的电化学性能

目的 分析A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在海水、海泥中的电化学性能.方法 采用恒电流极化进行4 d的加速实验,使用电化学阻抗谱(EIS)分析电化学腐蚀过程,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及三维超景深显微镜观察分析腐蚀形貌及表面化学成分,对比研究了Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水和海泥环境下的腐蚀形貌、电化学性能.结果 在模拟海水和海泥环境中,尽管Al-Zn-In-Si牺牲阳极都满足DNVGL-RP-B401的要求,但在海泥环境中,其电化学效率仅为65.97％,远低于海水环境中的89.43％.牺牲阳极在海水环境中发生均匀腐蚀,而在海泥环境中却呈现严重的不均匀腐蚀现象,表面腐蚀坑为疏松多孔蜂窝状.结论 在海泥环境下,Al-Zn-In-Si牺牲阳极的腐蚀产物扩散困难,局部呈现腐蚀坑,自腐蚀速率高,导致电化学效率降低.溶解过程中,由于组织脱落,自身消耗增加,电化学容量降低,从而导致阳极在模拟海泥环境中的电化学性能低于海水环境,并揭示了阳极在模拟海水、海泥环境中的腐蚀机理.     

添加纳米锌粉环痒涂层腐蚀电化学行为

用电化学阻抗谱(EIS)技术研究了添加不同质量 百分比浓度的纳米锌粉环氧涂层的腐蚀电化学行为，并与环氧清漆(不含颜料)涂层的腐蚀电化学行为进行对比.结果表明，添加不同质量百分比浓度纳米锌粉环氧涂层与环氧清漆涂层具有不同的电化学阻抗谱特征.纳米锌粉的添加量对涂层的防护性能有显著影响，添加不同质量百分比浓度纳米锌粉环氧涂层防腐蚀性能的优劣顺序为：环氧清漆涂层>20mass%>10mass%>2mass%纳米锌环氧涂层.添加纳米锌粉对环氧涂层的防护性能有2方面的影响：一方面使涂层中的微观缺陷大大增多，涂层的防护性能降低；另一方面，由于锌粉的腐蚀产物可将涂层中部分缺陷堵塞，从而对涂层的防护性能有提高作用.由于在所研究的质量百分比浓度范围内(2mass%～20mass%)，前者起了主导作用，所以综合作用的结果是使涂层的防护性能变差.  s.     

脉冲电化学沉积法制备钛基HA/Ag复合涂层

采用脉冲电化学法在生物医用钛表面制备出纳米HA/Ag复合涂层。借助SEM、XRD等对复合涂层的形貌、成分进行表征。利用大肠杆菌和白色葡萄球菌两个菌种对该涂层抗菌性能进行分析研究。最后利用MC3T3-E1成骨细胞检测复合涂层的细胞相容性。结果表明：HA/Ag复合涂层呈纳米球状,由HA和Ag两相组成。Ag在HA涂层中分布均匀。复合涂层对两种细菌均有较好的抗菌效果,对大肠杆菌抗菌率达100%,对白色葡萄球菌的抗菌率接近100%,对大肠杆菌的抗菌能力高于白色葡萄球菌。细胞培养实验表明MC3T3-E1成骨细胞在HA/Ag复合涂层表面的黏附、铺展较好。综合可知,脉冲电化学沉积法制备的纳米HA/Ag复合涂层具有较好的抗菌性和细胞相容性